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澳门星际从板砖到iPhone6 看手机屏幕显示变迁史

发表时间:2019-09-17 11:08

  当你看到这题目的时候一定会感到十分的好奇,板砖到底和iPhone有什么关系呢?前者实际上也是移动电话,“板砖”只是它的的俗称,它的学名其实叫“大哥大”是世界上最早普及的移动电话。后者iPhone系列手机可以说是无人不知不人不晓的产品,是一部革命性的移动智能平板手机。而就是表面上看起来不相干的二者,却让我们见证了手机迅猛的发展历史,最为直观的变化就是显示屏幕的更新迭代。

  从1983年世界上的出现的一款手机大哥大,到现在的2014年的苹果iPhone6上市,手机已经有了32年的发展历史。随着其拥有的操作功能逐步的完善智能化,它已经不单单是用来打电话发短信的工具,而是在现如今生活中扮演着不可或缺的角色,看视频、玩游戏、交易支付、看新闻、打的等等非常实用的功能不胜枚举。

  那么,我们之所以能和这些功能进行直接的交互,自然与手机上那块显示屏幕密不可分。在这32年的光阴里手机也随着模拟移动电话“大哥大”出现,到大家常用的PHS、GSM或CDMA这种2G手机,再到现在将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的3G手机,以及目前网络接速度更快的的4G手机,手机已经经历了4代的变化,手机屏幕也随着手机其它硬件和软件功能的提升而进步着。那么,编辑今天就从手机屏幕为主的角度,来追寻一下手机发展的历史。

  1973年4月的一天,一名男子在纽约的街头,掏出了砖头块样式的无线电话,并拨通了电话,吸引了路纷纷驻足观看,这个人就是现代民用手机的发明者马丁·库帕。1983年10月13日,Ameritech公司的高管鲍勃·巴内特拨通了世界上第一个商用手机摩托罗拉DynaTAC8000X,重量为2磅,拥有长达半小时的通线美元。

  相比之前的摩托罗拉DynaTAC8000X,1985年在国内上市的第一款模拟手机摩托罗拉3200,虽然依旧保持着“大哥大”的体型,但是重量有所减少至1斤左右,同时具有一块可支持双行单色显示的屏幕,支持英文短信,英文电话薄,支持DTMF音频发送,缩位拨号。就是这样的“两块板砖”式的模拟机开启了第一代手机时代,也可说是开启了黑白显示屏的时代。

  黑白屏和之后具有橙色、淡绿色、蓝色显示的屏幕都可以称之为单色屏,这种具有单色显示的手机屏幕,都可以同称为TN类的液晶屏幕。其中,摩罗托拉3200和95年第一款GSM的爱立信GH337这类黑白单色屏是TN类的。国内最早支持WAP的手机诺基亚7110和第一步三防手机爱立信R250PRO这种背光源的是STN屏。

  首先我们说的是TN这种液晶屏幕,它的结构就像我们平时吃的馅儿饼一样。两层玻璃基板中间夹着一层液晶分子,两层玻璃基板外侧拥有个拥有一层偏光层,两层玻璃基板的内侧表现上涂有一层作为电极的透明且导电薄膜,之后再其面向液晶层的那面镀上一层配向剂。当通上电后,分子层由于通电后偏极性水平旋转90°,背光通过通过TN型的液晶分子层后,再利用两个平行偏光片使得光完全不能通过,这样就可以产生图像了。

  接下来,让我们看一看STN型液晶面板,与TN型液晶面板的显示原理相同,只是它将入射光旋转180~270度,而不是90度。而且,二者的区别就是TN型液晶面板本身只有明暗两种变化,而STN液晶则以淡绿色和橘色为主。

  这种产生黑白单色图像的TN类面板的手机成为了手机屏幕鼻祖型产品,不但,开创了风靡一时黑白屏时代,同时也开启了第二代GSM2G手机的出现。2003年上市的诺基亚1110是最具有历史意义的,是世界上销量最高的手机。其搭载着TN单色面板的液晶屏幕,拥有着4行字符的显示能力。除了其顶端配置的手电功能,就再无再过人之处了。当然,你硬要说的话,皮实耐用的特性和当年的大哥大一样可以用来砸核桃。

  前文中我们提到的拥有GSM网络信号的2G第二代手机,以数字语音传输技术为核心,可以接听音频信息、收发短信、彩信及多媒体短信,彩信业务的GPRS、WAP上网和简单的JAVA应用程序。此外,相比第一代手机具有更加稳定通话质量和通话时长和待机时间。这类第二代手机但从屏幕分方向可分为3类,一种是CSTN(彩色STN)面板,后一种就是TFT液晶驱动技术的彩色显示面板。

  CSTN的显示原理是在传统单色STN面板的显示原理一样,只是多了一层彩色滤光片,并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素,分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三基色,并通过液晶分子层后传送式的背光照明就可显示出彩色画面。那么,具有代表性的是2001年国内出现的第一款,拥有256彩色屏幕手机是爱立信T68。

  2002年上市的诺基亚6610的上市后可谓是让我们的生活变得色彩缤纷,但是真正意义上的彩色屏幕的手机,爆发的是2003年上市的黑莓7230和诺基亚3530等手机开创了色彩屏幕的时代。2003与其说是多媒体手机的元年,倒不如说是彩色屏幕手机的元年。在那一年上市的三星SGH-V200是第一台拥有65536屏显色彩的TFT-LCD液晶屏幕手机。

  我这里提到的TFT(薄膜晶体管)液晶驱动技术的面板,是一种完全不同与之前TN类面板的主动式面板。以矩阵的形式排列在液晶像素点后来驱动液晶分子,进而可以达到调节亮度和对比度的显示效果。它和TN类面板完全不冲突,因为TN、IPS、MVA等都是液晶分子排列的形式,而TFT液晶分子驱动技术是一种调节屏幕亮度的,因此我们将拥有TFT驱动技术的液晶面板称之为主动式面板或有源式面板。

  CSTN和TFT两种面板技术是手机屏幕显示进入了彩色显示的时代,从最早的256色到6万5千色,再到26万色,再到最丰富的1600万色,使我们的早期的彩色屏幕的体验之中。但是,这类屏幕是有一定的缺陷的,比如在强烈的阳光下无法看清屏幕,色彩表现依然显得很单调,以及不节能等问题。

  手机发展的速度是相当惊人的,2007年的时候我们进入了第三代的3G手机时代,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。那么,这个时候的手机已经变得相当的智能化了,已经拥有了很多应用程序。

  3G手机甚至现在的4G手机上面,搭载的液晶屏幕上面已经能清晰度非常惊人的色彩图像。2007年上市的第一代iPhone手机,让我们认识了新一代的TFT主动式面板TFT-IPS,是一种具有广阔视野、响应时间快、色彩精准度高的全新液晶面板。IPS面板是由日本日立公司在2001年推出的,俗称“SuperTFT”,是基于TFT主动式面板技术中的一种。采用水平排列方式排列液晶分子,并且两极处于同一平面,这两点是IPS技术区别于其他面板技术的重要特征,也保证了IPS面板在呈现画面的时候更加稳定。而被大家熟知的iPhone4手机搭载的IPS面板,是韩国厂商LG开发的,通过在液晶面板上覆盖一层0.2毫米厚的聚丙烯酸酯树脂(有机玻璃),可在一定程度下可以保护液晶屏幕在受到轻微冲击时免遭划伤损坏。

  现代意义上的彩色屏幕手机不仅仅只有苹果一家,同样是韩系的面板厂商三星公司,开发出了被称为未来显示技术的AMOLED面板,和LG公司开发的OLED同属于OLED的两个分支。AMOLED面板也是主动式面板的一种,具有快速的响应时间,高对比度,视野范围更加广阔,色彩更加浓艳,以及更加节能等特点,收获了很多此技术的拥护者。

  无独有偶的是AMOLED面板,也是一种具有多层馅饼的显示构造,它是将层状的有机材料(EL)夹在以透明的铟锡氧化物(ITO)为正极,与金属阴极之间的三明治之构造。有机材料薄膜包括空穴传输层(HTL)、有机发光层(EML)、与电子传输层(ETL)。外加适当的电压,由正极注入的空穴发射层与由阴极注入的电荷在发光层进行结合,即可激发有机材料使其产生光亮,并通过红、绿、蓝(RGB)三原色,构成基本色彩,进而形成彩色的图像。

  今天苹果iPhone6和三星Note4两款手机,为了我们带来画质更加细腻的视网膜屏和2K高分屏,色彩更加鲜艳,可视角度更大,以及更高质量的显示画质。不过,编辑相信随着科技的进步,手机屏幕的显示技术也会更加的先进。而本文只是从显示屏幕的结构、显示原理、色彩和简单的TFT驱动技术几个方面介绍了一下屏幕的变迁史,而以后文章中编辑会从像素、尺寸、以及详细的TFT液晶驱动技术的方面来介绍的。

  本文从显示屏幕的结构、显示原理、色彩和简单的TFT驱动技术几个方面介绍了一下屏幕的变迁史。